正二十年（1360年）四月十七日，朱棣出生在應天府（今南京）。此時前線傳來了陳友諒進攻太平（今安徽當塗縣的告急文書。陳友諒如果攻陷了太平，並要接著進攻應天。但軍情緊急，朱元璋甚至對這個兒子都來不及看上一眼，便又到前線指揮作戰。
至正二十七年（1367年）舊曆年底，朱元璋準備明年就要正式登基稱帝，看到自己已經有了七個兒子。這時形勢已經初安，決心要為兒子們正式取名了。十二月二十四日。祭告太廟，把自己渡江後生了七個兒子歸因於祖上的陰德：仰承先德，自舉兵以來，渡江生子七人。今長子命名曰標，……曰棣……。這時，朱棣已經七周歲，才和眾兄弟一樣有了自己的名字。朱元璋不僅為兒子們取了名字，而且還製定了後世子孫取名的規則，每一支擬定了二十字輩分。
洪武三年（1370年），朱元璋設立大宗正院，即後來所謂的宗人府，掌皇族內部事宜。由次子朱樉任宗人令，三子朱棡任左宗正，十歲的朱棣任右宗正。朱棣的宮廷生活，經常要跟隨參加各種朝見和祭儀。除此之外，還要接受正統的儒家經典教育。洪武六年（1373年）三月，朱棣從朱元璋那裏領到一本《昭鑒錄》。四月，又領到一本《祖訓錄》。書中搜集了古代藩王的優劣事跡，以對皇子們進行宗法教育。此外，還要受到嚴格的軍事訓練。朱元璋認為七個兒子“宜習勞，令內侍製麻履行滕。凡諸子出城稍遠，馬行十七，步行十三。”所謂麻履，就是麻鞋，行滕是指纏腿。這裏是說，讓朱棣兄弟七人都穿著麻鞋，裹上纏腿，像士兵那樣到城外遠足，十分之七的路騎馬，十分之三的路要步行。這對長期住在深宮中的皇子們來說，還是饒有興味的。隨著年齡的增長，他們還要不時地在演武場上練習武備。
洪武九年（1376年），朱棣已十六歲，準備到封地就藩。朱元璋感覺有必要讓皇子們體驗民間生活，朱棣與眾兄弟來到了稱為“中都”的鳳陽老家。朱棣在鳳陽居住了三四年，民間生活對他的思想意識產生了深刻的影響，史載“民間細事，無不究知”。朱棣在鳳陽的這段生活可看作是宮廷教育的實習階段，回到南京之後就要準備到外地就藩了。
就藩北平
洪武十三年（1380年），朱棣就藩北平。分封諸王是朱元璋經過深思熟慮而後決定的。他認為，元朝的滅亡，有一條重要原因就是主弱臣強，皇帝不得藩屏之助。因此，朱元璋要讓眾子孫都來出力，以維護朱家皇朝。每位親王擁有被稱作“護衛”的少量軍隊，少的三千人，多的一萬五千人。名義上，親王不得幹預地方事務。但是在緊急情況下，親王可調遣王國所在地的鎮守兵。每有軍事行動，諸王都要帶領護衛隨軍出征，那些在疆場上叱吒風雲的將帥，雖身為大將軍，也要受到這些年輕親王的節製。在諸王之中，以晉王、燕王最被倚重。
洪武二十三年（1390年）正月，朱元璋命傅友德為大將軍，率列侯趙庸、曹興、王弼、孫恪等赴北平，訓練軍馬，聽燕王節製，以出征漠北。山西的軍隊歸晉王節製。燕王率傅友德等出古北口，偵知元將乃兒不花等駐牧迤都，遂麾師前進。這時適逢大雪，諸將欲待雪止再進軍。朱棣說：“天雨雪，彼不虞我至，宜乘雪速進。”大軍進抵迤都，與元軍僅隔一沙磧，竟未被發覺。雖以重兵壓境，朱棣仍欲智取。於是他派部將觀童前往敵營勸降。觀童與乃兒不花是老相識，兩人相見，不禁相抱而泣。正在這時，明軍已近圍敵營。元軍大敗，乃兒不花想乘馬逃走。觀童告訴他這是燕王的軍隊，不必害怕。於是，乃兒不花與觀童一起到明軍營帳中請降。燕王設酒款待，乃兒不花深受感動，便帶領他的全部部落和馬駝牛羊，一起歸降了明軍。捷報傳到京師，朱元璋高興地說：“肅清沙漠者，燕王也！”朱元璋屢次命令燕王帥師出征，又令他節製沿邊軍馬，燕王威名大振。